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FPGA とは?


FPGA
Field Programmable Gate Arrays
論理合成は、セルとかロジックアレイという単位(数十ゲート、数百・数千相当)で行い、結線はそれら間で行う。規模はゲート換算で 数千から 二十数万であり、また年々増加している。
論理の記憶には SRAM や EPROM ,EEPROM 、フラッシュROM ,FUSE なと色々あり、基板上に実装したままプログラムが出来る物も多い。
FPGA の中に core として、や PIO や RAM ROM をもっているのもある。

上の写真は Altera 社の FLEX10K シリーズのもの。といっても何が なんだか...
背景
現在の電子回路は、大規模化している、そして設計開発には、短サイクル、小量、多品種という要求もがある。このような条件は、昔ながらの、標準ロジックIC の組合せや、PLD では規模に無理があるし、ゲートアレイでも、開発期間がある程度かかってしまう。(論理の焼き付けはLSI メーカが行うから)
FPGA は 設計者が自由に内部の 回路を構成することができ、デザイン・オートメーション・ツールの発達で、HDL(Hardware Description Labguage)で表現された機能を、FPGA で 利用出来るようになっている。
FPGA は 既に回路が作りつけられていて、論理を焼き付けるだけで、製造プロセスまでを考える必要はないので、大規模で短サイクルの開発を実現できる。
余談だが、HDLで記述されたとある回路が FPGA では動くが スタンダードセルのASIC では動かないことはよくある。この場合、HDL設計の方に問題が多いのだが、FPGA では動いてしまうので、こういう設計が話を決めてしまう場合が多々あるとのこと。
メーカ
有名どころでは Altera Lattice Xilinx Actel AMD など。
ASIC
Application Specific Integrated Circuit 特定用途向け集積回路
フルカスタムASIC
設計はLSIメーカが全て行う。
セミカスタムASIC
ゲートアレイ(gate array)とスタンダードセルがある。
ゲートアレイは製造工程がほぼ終わっていて、セルの配置と配線だけでよい。
スタンダードセルは、全ての製造工程を行う。